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司马颙大为恐惧。又派遣马瞻、郭传等在灞水抗拒司马越军，马瞻军又战败，司马颙单骑出长安，逃到太白山。司马越军进入长安。鲜卑部队大掠长安，杀2万余人。
而在河桥的司马颖军方面，支持司马越的安北将军王浚派遣督护刘根率领三百骑兵至河上。王阐出战，被刘根所杀。司马颖要固守，范阳王司马虓就派出鲜卑的骑兵与平昌公司马模等袭河桥，楼褒军西逃，追兵一直追到新安，沿途死亡惨重。
司马越军进入长安后，封梁柳为镇西将军，守关中。光熙元年（306年），司马越率领诸侯及鲜卑将领许扶历、驹次宿等军队护送晋惠帝回到洛阳。晋惠帝下诏升司马越为太傅录尚书，增封下邳、济阳二郡。范阳王司马虓也被封为司空。
晋惠帝又下令镇南将军刘弘、南中郎将刘陶搜捕司马颖。于是司马颖抛弃母亲及妻子，单独与两个儿子庐江王司马普及中都王司马廓逃到朝歌，途中集合了故将及士兵数百人，欲逃到邺城故将公师籓那里。到达顿丘县后，为太守冯嵩所抓获，并送到邺城交范阳王司马虓处置，司马虓只将司马颖父子囚禁，并不忍心将其加害。
一个多月后，司空、范阳王司马虓暴毙。司马虓的长史刘舆想到司马颖在邺城素有威望，担忧留下司马颖在邺将成为后患，就秘不发丧，且令人装扮台使，矫诏赐死司马颖。司马颖被看守他的人田徽缢死，时年二十八岁。他的两个儿子也被杀。
光熙元年十一月十八日（307年1月8日），晋惠帝司马衷突然死亡。有人说是被司马越毒死。司马炽继位，是为晋怀帝。晋怀帝刚登基，就下诏书要以司马颙为司徒，让其回朝廷。司马颙不疑有他，就乘车上路。到新安雍谷时，被南阳王司马模所派遣的将领梁臣掐死在车内。他的三个儿子也被杀死。司马颙就此绝后。八王之乱到此终结。
结果
公元307年，晋怀帝改元永嘉，大赦囚犯，废除诛三族刑。太傅、东海王司马越辅政，掌握了朝廷大权。至此，东海王司马越在八王之乱中成为了最终的胜利者。
影响
八王之乱历时达十六年，期间时有战乱，后期朝廷已无法掌控全国，受战乱影响地区亦愈来愈大。除了诸王互相攻伐的战事外，期间还有氐人齐万年的变乱，以及成汉和汉赵两个政权针对西晋朝廷的一系列战争，南方亦有变民杜曾、王如及张昌的起事。
这些战事都对全国不少地区都造成严重破坏，饥荒、疫病频生，亦令不少人被迫离开家乡谋生，成为流民。成汉的领导者李特、李流、李雄皆本住洛阳，就因逃避齐万年叛乱而入蜀，但就因为益州刺史赵廞见八王之乱的局面而有自立之意，就任用他们为爪牙，及至后来赵廞以及下任刺史罗尚的处理失当而令李氏叛晋自立，建立十六国中的成汉割据政权。
早在东汉末年，南匈奴诸部就因黄巾之乱内迁河内郡，曹操分匈奴时，各部人亦都聚居在并州一带，直至晋朝。匈奴族人刘渊在八王之乱中与成都王联结，并借此联结匈奴诸部，壮大实力。成都王被王浚等击败后，刘渊就乘时而起，建立汉国，更成为日后灭亡西晋的力量。魏晋年间，除匈奴外其他外族亦有内迁，而八王之乱期间及后续亦屡见外族参与中原战事，如并州刺史刘琨曾多次与代王拓跋猗卢联结对抗汉国的进攻；王浚与司马腾亦曾与乌桓人及段部鲜卑联手对抗成都王。这些促成乱华及十六国时代。
晋初体制本将地方军事及民政分开，分别由都督及刺史掌管，而在灭吴后撤去地方军力，更让各都督成为地方军事力量。但到八王之乱后期，地方无法抵抗变乱，遂令制度失效，刺史再兼领一方军政及民政，如兼领幽冀的王浚、领并州的刘琨及领青州的苟晞都是一方的军镇，在北方抵抗汉国的侵袭。苟晞甚至曾出檄文讨伐东海王司马越。永嘉之乱后洛阳朝廷倾覆，据有
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